Спосіб отримання гіпсу

C01F11 / 46 - сульфати (зневоднення гіпсу C04B 11/02)

Власники патенту RU 2400426:

Крилова Ольга Костянтинівна (RU)
Андрєєв Андрій Іванович (RU)
Дегтяр Тетяна Сергіївна (RU)

Винахід відноситься до способу отримання гіпсу, призначеного для використання в якості в'яжучого у виробництві будівельних матеріалів, а також в різних галузях хімічної промисловості.

В даний час, особливо у виробництві будівельних матеріалів, використовують, в основному, природний гіпс. Однак в даний час значна частина родовищ гіпсового каменю знаходиться не вУкаіни, а в найближчому зарубіжжі, в тому числі і родовища найбільш високоякісного гіпсового каменю. Внаслідок цього істотно загострилися проблеми виробництва високоміцного гіпсу з низькоякісної сировини месторожденійУкаіни, особливо в центральних регіонах і Сибіру.

Найбільш близьким до пропонованого по технічній сутності і досягається результату є інший відомий спосіб отримання гіпсу, що включає змішання карбонату кальцію, води і сірчаної кислоти з наступною витримкою отриманої суміші при підвищеній температурі, фільтрацією і промиванням з відділенням осаду гіпсу і зневодненням його.

Завдання вирішена в запропонованому способі отримання гіпсу, що включає змішання карбонату кальцію, води і сірчаної кислоти з наступною витримкою отриманої суміші при підвищеній температурі, фільтрацією і промиванням з відділенням осаду гіпсу і зневодненням його, в якому карбонат кальцію і сірчану кислоту одночасно вводять в воду, причому сірчану кислоту беруть концентрацією 60-93% в кількості 103-120% і взаємодія ведуть при температурі 70-85 ° С протягом 3,5-5,0 години. При цьому карбонат кальцію беруть або у вигляді укрупнених частинок з розмірами до 250 мкм, або у вигляді суспензії - відходу виробництва крейди з Т: Ж = 1: (0,5-1,5). Зневоднення ведуть або сушінням продукту при температурі не вище 60 ° С, або центрифугуванням, з наступним пресуванням. При використанні пресування на стадію витримки гіпсової пульпи до фільтрації додатково вводять нейтралізують агенти, такі як крейда, вапно, гашене та негашене. Як карбонату кальцію можливо брати за відгуками друзів крейда.

Суть методу полягає в наступному.

Для істотного спрощення процесу важливо використовувати легкодоступний сировину без його попередньої підготовки і при цьому отримати необхідний за якістю продукт. Тому технологічні прийоми і параметри процесу спрямовані на те, щоб реакція розкладання сірчаною кислотою пройшла найбільш повно. На це впливає одночасна подача реагентів в воду, а також підвищена норма сірчаної кислоти, температура процесу. При одночасній подачі реагентів у воду при розкладанні вдається уникнути перенасичення по сульфат-іона, що дозволяє в кінцевому підсумку отримати великі кристали. Концентрація кислоти обрана виходячи з обсягів технологічного обладнання, найбільш доцільним є використання сірчаної кислоти концентрацією 60-93%. Норма кислоти варіюється в межах 103-120% від стехіометрії. Зниження кількості кислоти нижче 103% призведе до зниження ступеня розкладання карбонату кальцію за рахунок нестачі сірчаної кислоти, а при її нормі вище 120% також відбувається зниження ступеня розкладання карбонату кальцію за рахунок утворення сульфатних корок на поверхні великих частинок і припинення хімічної реакції, крім цього виникає перевитрата сірчаної кислоти. Час процесу вибрано в такому інтервалі, щоб Кразл сировини був не менше 97%. Суміш нагрівають до температури 70-85 ° С. Достатня тривалість процесу перемішування суспензії утворився гіпсу 3,5-5 годин.

Спосіб здійснюють наступним чином.

Приклад здійснення способу.

Всі досліди проводили на пробі наступного хімічного складу (мас.%): СаСО3 98,0; MgCO3 0,74; Fe 0,37; Al 0,52; Н.О. 1,5; Mn 0,023; Pb 5 · 10 -4; As <0,001 (в пересчете на сухое вещество).

Наважку 1000 г вихідного природного крейди розміром 0,25 мм змішують з водою (або оборотним розчином, отриманим після промивання гіпсу) в кількості 1500 г, отримуючи 2500 г суспензії крейди, яку дозують одночасно з 1438,6 г сірчаної кислоти концентрацією 72%, в воду масою 4906 г (або оборотний розчин, отриманий після промивання гіпсу). Витрата кислоти становить 106% від стехіометричної норми. У суспензію гіпсу на стадію перемішування додають 24,3 г гашеного вапна. Співвідношення Т: Ж в суспензії становить 1: 3,9, рН 2,4, загальна маса 8428 г, отриману суспензію перемішують при температурі 80 ° С протягом 4 годин. Суспензію фільтрують і осад - дигідрат сульфату кальцію - продукт промивають водою 3 рази противотоком. Дигідрат сульфату кальцію в кількості 2894,2 г вологістю 40% відправляють на стадії центрифугування і пресування. Перший промивної розчин в кількості 4573,1 г і другий промивної розчин в кількості 1869,1 г можуть бути використані в якості оборотного і розчину для приготування суспензії крейди. Дигідрат сульфату кальцію (в перерахунку на суху речовину) містить 97,0% основної речовини, 0,008% Fe, <0,01% Mg, 0,01% Mn, 1,0% СаСО3. кристаллы имеют соотношение длины и ширины (3-4):1.

Умови та отримані результати в інших дослідах зведені в прологом таблиці.

У таблицях 1, 2 представлені умови проведення дослідів, в таблицях 1а, 2а-показники якості гіпсу, причому номери дослідів в таблиці 1, 2 відповідають номерам в таблицях 1а, 2а.

Аналіз представлених таблиць показує, що запропонований спосіб дозволяє отримувати гіпс з відносно дешевої сировини і робить його актуальним для отримання в'язких продуктів.

1. Спосіб отримання гіпсу, що включає змішання карбонату кальцію, води і сірчаної кислоти з наступною витримкою отриманої гіпсової пульпи при підвищеній температурі, фільтрацією і промиванням з відділенням осаду гіпсу і зневодненням його, що відрізняється тим, що карбонат кальцію і сірчану кислоту одночасно вводять в воду, причому сірчану кислоту беруть концентрацією 60-93% в кількості 103-120% від стехіометрії і отриману гіпсову пульпу витримують при температурі 70-85 ° С протягом 3,5-5 год.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що карбонат кальцію беруть розміром частинок до 250 мкм або у вигляді суспензії - відходу виробництва крейди з Т: Ж = 1: (0,5-1,5).

3. Спосіб по одному з пп.1 або 2, який відрізняється тим, що зневоднення осаду гіпсу ведуть сушінням при температурі не вище 60 ° С або центрифугуванням з наступним пресуванням.

4. Спосіб по одному з пп.1 або 3, який відрізняється тим, що при зневодненні осаду гіпсу центрифугуванням з наступним пресуванням на стадію витримки гіпсової пульпи до фільтрації вводять нейтралізують агенти, такі як крейда або вапно.

5. Спосіб по одному з пп.1 або 2, який відрізняється тим, що в якості карбонату кальцію беруть за відгуками друзів крейда.

Винахід відноситься до переробки відходу виробництва екстракційної фосфорної кислоти - фосфополугідрати сульфату кальцію.

Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів і може бути використане при виготовленні гіпсових в'яжучих і виробів.

Винахід відноситься до технології неорганічних речовин і продуктів, зокрема до способів отримання сировини для гіпсового в'яжучого з промислових відходів.

Винахід відноситься до способу отримання гіпсу, призначеного для використання в якості в'яжучого у виробництві будівельних матеріалів, а також у хімічній, медичній та інших галузях промисловості.

Винахід відноситься до способу отримання гранульованого гіпсу і може знайти застосування в промисловості будівельних матеріалів.

Винахід відноситься до області отримання сульфату барію з природного бариту.

Винахід відноситься до технології комплексної переробки фосфогіпсу, одержуваного при кислотною переробці апатитового концентрату на мінеральні добрива.

Винахід відноситься до кольорової металургії, зокрема до технології знешкодження відпрацьованої сірчаної кислоти хлорних компресорів електролітичного виробництва магнію, і може бути використано в технології неорганічних речовин і продуктів

Винахід відноситься до способу отримання сульфату кальцію, придатного для використання в якості в'яжучого, а також в різних галузях хімічної промисловості

Винахід відноситься до технології комплексної переробки фосфогіпсу, одержуваного в сернокислотном виробництві мінеральних добрив з апатитового концентрату, і може бути використано для виробництва концентрату рідкісноземельних елементів (РЗЕ), а також фосфогіпсу, придатного для виробництва гіпсових будівельних матеріалів і цементу

Винахід може бути використано в хімічній промисловості. Спосіб переробки фосфогіпсу включає стадийное агітаційний сернокислотное вилуговування рідкоземельних металів (РЗМ) і фосфору з подачею сірчаної кислоти на головний стадію, використання отриманого розчину вилуговування головний стадії на наступних стадіях вилуговування, виділення нерозчинного залишку з пульпи хвостовій стадії і його водну промивання, переробку розчину вилуговування хвостовій стадії з отриманням маточного розчину, використання маточного і промивного розчинів в обороті для вилуговування. Вилуговування РЗМ і фосфору на другий і наступних стадіях здійснюють з суміші фосфогіпсу і вилуженої пульпи попередньої стадії. Сірчану кислоту подають на головний стадію вилуговування в кількості, що забезпечує витяг РЗМ і фосфору в розчин на головний і наступних стадіях при значенні рН на хвостовій стадії вилуговування, що не перевищує рН початку осадження фосфатів РЗМ. Хвостову стадію вилуговування РЗМ і фосфору ведуть одночасно з переробкою розчину вилуговування шляхом вилучення РЗМ сорбцией катионитом. Насичений РЗМ катионит відокремлюють від маткової пульпи і направляють на отримання концентрату РЗМ. Частина маточного розчину попередньо очищають від фосфору шляхом осадження його основним з'єднанням кальцію, отриманий фосфорсодержащий осад направляють на утилізацію. Винахід дозволяє підвищити ступінь вилучення РЗМ із фосфогіпсу, знизити втрати РЗМ з вологою нерозчинного осаду - гіпсу, зменшити витрату промивної води і забезпечити повний водооборот. 11 з.п. ф-ли, 1 мул. 3 пр.

Винахід може бути використано в хімічній промисловості. Спосіб кальцинування гіпсу включає стадії, на яких вводять гіпс в реактор під тиском 27, спалюють паливо і повітря в пальнику 41 з утворенням газоподібних продуктів згоряння. Після цього відводять частину газоподібних продуктів згоряння і повітря в реактор під тиском 27 зі створенням псевдозрідженим шаром гіпсу в реакторі. Потім направляють решту газоподібних продуктів згоряння в теплообмінник 52, який застосовують для нагрівання псевдозрідженим шаром і нагрівають псевдозріджений шар гіпсу в реакторі під тиском 27 для достатнього кальцинування гіпсу з утворенням кальцинованого полугидрата. Винахід дозволяє отримати альфа-напівгідрат сульфату кальцію при зниженому споживанні палива. 3 н. і 4 З.М. ф-ли, 8 мул. 1 табл.

Надати фінансову допомогу
проекту FindPatent.ru